JPH11324A - 医用x線装置 - Google Patents
医用x線装置Info
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Abstract
アームを手動で目的とする位置に操作性よく移動させる
こと。 【解決手段】 X線管と、受像手段と、これらを保持す
る保持手段と、前記保持手段を任意の水平方向に移動さ
せる移動手段と、移動動作を制御する制御手段と、前記
保持手段の移動及び位置等を指示する操作卓とを備えた
医用X線装置において、前記X線管もしくは受像手段に
設けらたリング状レバーと、該レバーに加えられた任意
方向の力を検出する第一の力検出手段と、前記任意方向
の力と直交した方向の力を検出する第二の検出手段とを
有する。
Description
像手段を任意の方向に移動してX線撮影可能な医用X線
装置に係わり、特に、X線照射手段と受像手段の移動手
段に関するものである。
環器X線検査装置では、図12に示すように、X線照射
手段であるX線管2と、イメージインテンシファイアと
テレビカメラ等からなる受像手段(以下I.I.と呼
ぶ)4を対向配置させ、その間に被検者(図示略)を寝
載したテーブルを位置させる。X線管2とI.I.4は
円弧状のアーム6によりなる保持手段に一体的に支持さ
れ、この円弧状のアーム6は他の円弧状のアーム8の端
部に支持されている。また、アーム6はアーム8との支
持中心を軸として(α軸)、矢印a方向に回転可能であ
り、アーム6の円弧中心を軸として(β軸)、矢印b方
向に回転可能となっている。アーム8の他端部は天井に
設置された天井走行装置10に支持され、天井走行装置
10との支持中心を軸として(θ軸)、矢印c方向に回
転可能となっている。天井走行装置10は天井面の敷設
レール(図示略)により案内され、X軸及びY軸方向に
移動可能となっている。それぞれの動作はモータとその
制御装置により実現され、それらの位置や速度は術者に
より操作卓(図示略)から指示される。
に対する様々な角度のX線透視画像を得ることができる
ため、血管造影検査に多く用いられている。例えば、X
線透視下において被検者に対し大腿静脈等からカテーテ
ルを挿入し、血管の走行状態を確認して、X線管とI.
I.の位置を変えながらカテーテルを進め、目的の血管
を選択し、位置決めが終了すると造影剤をカテーテルを
介して注入し検査を行なっていた。
いて、近年、診断のみならずIVR(Interventional
Radiology)と呼ばれるカテーテルを利用した治療法が
盛んに行なわれるようになってきた。これは、例えば先
端にさまざまな器具を取り付けたカテーテルを被検者に
挿入し行なうものであって、従来の外科的な手術による
治療に対して、被検者に与える苦痛を少なくでき、かつ
安価に治療ができるという大きなメリットを持つため、
急速に普及してきている。
目的の部位(血管だけでなく各臓器も対象とすることが
ある)までカテーテルを早く正確に挿入する必要がある
ため、従来の血管造影検査以上にX線管とI.I.は簡
単に素早く術者の意のままに移動することが必要であっ
た。ところが、従来の循環器X線検査装置では、X線管
とI.I.の移動は操作卓から遠隔操作で行なってい
た。遠隔操作では、操作者がX線管やI.I.と、被検
者、術者、器具等が接触しないよう周囲の状況を把握し
つつ、操作卓のスイッチを操作しなければならない。大
きな視線の移動が頻繁に伴うため、X線管とI.I.を
素早く適確に操作することは非常に難しいという問題が
あった。特に、IVR手技の前と後では、準備や始末を
円滑に行なうためX線管とI.I.を被検者から大きく
離すが、それらの移動には煩わしさを感じさせていた。
このような問題を解決するには、保持装置を直接手で操
作させれば良いが、重く大きな機械装置を単に手動で意
のままに動作させるのは、不可能であった。
そのレバーに加えた力に応じた速度で動作させるように
した装置がある。図1に上記レバーを備えた循環器X線
検査装置を示す。レバー7,9に対し、術者がX線管2
とI.I.4を移動させたい方向に力を与えると、その
方向に移動するようになっている。しかし、レバー7,
9がアーム8の背後にあるため、実際の臨床現場におい
ては操作しにくく、十分な操作性の向上を達成できてい
ない。この点について図13を用いて詳細に説明する。
図13は、循環器X線検査装置が設置された検査室72
の平面図である。この図に示す検査室は、この種の装置
が設置される室としては一般的な広さである。天板50
に横臥した被検者52を中心として、天井に敷設された
レール54,56により案内される天井走行装置10が
アーム6,8を吊下する形で配置されるが、この部屋に
は被検者52に造影剤を注入する造影剤注入器58,縫
合器具やカテーテル等を置く作業台66,その他の各種
器具を収納したロッカー68,70も置かれる。このよ
うに循環器X線検査室72には様々な器具が置かれるた
め、術者60の指示に従い介添え者62,64がアーム
8の背後に周り、レバー7,9を操作することは容易で
はない。
構造になっている。このため、加減速時にアーム8(す
なわちレバー7,9)が大きく振動し、レバー7,9に
所望の操作力を与えにくくなり、操作性が悪化するとい
う問題もあった。この振動は、図1において装置全体の
重量の重心位置Wが、Y軸から距離L1離れ、θ軸から
距離L2離れているので、加減速時にはY軸周り(もし
くはX軸周り)とθ軸周りにアーム8が揺れるものであ
る。操作性を悪化させない1つの手法が、レバー7,9
を振動の振幅がない支点pに設けることであるが、アー
ム8の頭頂部は床から2m以上の高さとなるので、術者
が触れることができない。
従来の循環器検査装置は、遠隔操作ではX線管とI.
I.を思い通りにかつ迅速に移動させることはできなか
った。また、加えた力に応じた速度で動作させるレバー
を設けた場合においては、検査室ではしバーが触れにく
く、また振動の問題もあり、良好な操作性を満足させえ
るものでなかった。本発明の目的は、X線管とI.I.
を手動で目的とする位置に素早く移動でき、かつ操作性
が良好な力検出手段を備えた医用X線装置を提供するこ
とにある。
に、本発明は、天板上の被検者にX線を照射するX線照
射手段と、被検者を透過したX線を電気信号に変換する
受像手段と、前記X線照射手段と受像手段を互いに対向
させて保持する保持手段と、前記保持手段を任意の水平
方向に移動させる移動手段と、前記移動手段の動作を制
御する制御手段と、前記保持手段の移動及び位置等を指
示する操作卓とを有する医用X線装置において、前記X
線照射手段もしくは受像手段に設けられ保持手段を移動
させるリング状に形成されたレバーと、該レバーに加え
られた任意方向の力を検出する第一の力検出手段と、前
記任意方向の力と直交した方向の力を検出する第二の検
出手段とを備えたものである。
検査装置を例に図1乃至図11により説明する。図1の
循環器X線検査装置に示す如く、術者の手が触れ易い位
置であって、かつ、出来るだけ装置の振動が少ない位置
に力検出器12を設ける。その位置は術者の目前に位置
するI.I.4にあり、その周囲にリング状のレバー2
0を設ける。このレバー20の位置は術者の手が容易に
とどく位置であり、さらにレバー7,9の位置よりP点
に近い位置にあるので、レバー7,9に比べて振動が少
なくなる。すなわち、支点Pとアーム6の中心0との距
離をM1、中心0とレバー7,9との距離をM2とする
と、レバー7,9は支点Pより距離M1,M2離れた位
置に設けられているので振動が大きくなるが、P点とレ
バー20との距離M3、中心0とレバー20の中心線
0’(中心0よりのづれであってほぼ0に近い)との距
離M4とすると、レバー20は支点Pより距離M3,M
4離れた位置にあり、M1>M3,M2>M4(=0)
の関係によりレバー20の方がレバー7,9の位置より
支点Pに近い位置にあるので、その分だけ、レバー20
の方が振動が少ない。
示す、I.I.4の周囲にリング状のレバー20を配置
し、I.I.4とレバー20との間に、互いに直交する
ように第一の力検出手段であるポテンショメータ24、
および第二の力検出手段であるポテンショメータ25を
設け、レバー20が半径方向に移動させられたときにそ
の移動変位を検出するようにする。さらにI.I.4と
レバー20との間には、ポテンショメータ24,25に
対向する位置に保持機構31,33を設けてレバー20
を保持するように構成する。
る。突状の取付け部材22をI.I.4に固定する。こ
の部材22上にポテンショメータ24(25)を取付け
る。ポテンショメータ24(25)にはストッパー35
およびバネ止め37を有する可動軸30を挿通し、その
一端をレバー20に形成した溝40に嵌合する。ポテン
ショメータ24(25)の縁とバネ止め37との間には
バネ26を設け、常時、その両者間に押圧力を与え、レ
バー20が押されて移動したときは、バネ26は押圧力
に抗して縮小し、その変位は可動軸30の移動量に比例
するように構成する。
る。支持部材32をI.I.4に固定する。この支持部
材32には軸受け34を取付ける。ストッパー41およ
びバネ止め43を有する可動軸36を軸受け34に挿通
し、その一端をレバー20の溝40に嵌合する。軸受け
34の縁とバネ止め43との間にはバネ26を設け、常
時、その両者間に押圧力を与えて、前記バネ26の押圧
力と相まって、レバー20を保持し、レバー20の半径
方向の移動に対しては、バネ26は伸縮し、可動軸36
は軸受け34に案内されて移動するように構成する。
4のC−C断面図)に示す如く、ポテンショメータ2
4,25の可動軸が嵌め合わされる箇所の近傍は平面に
形成したほうが良い。これは、例えばX方向に力が加え
られた場合、リング状レバー20はX方向に変位し、ポ
テンショメータ24はX方向の変位を検出する。しか
し、この時Y方向の変位を検出するポテンショメータ2
5の可動軸も溝部40の曲率分変位するので、曲率を無
限大とし変位をなくすためである。
バネに限定する必要はなく、力に応じて電気信号が変化
するものであれば良い。例えば、歪みゲージを用いたも
のでも良い。さらに、上記検出手段は、被検者の上方に
X線管が位置する場合には、このX線管に設けても良
い。また、θ軸が動作しない(存在しない)タイプの装
置に適用もできる。なお、リング状レバー20は、操作
者が力を与えても大きく変形しない適度な剛性を持ち、
また直接手で触るので、冷たい感触がなく温かな手触り
の材質が良い。例えば、エンジニアリングプラスチック
として広く利用されている発砲ウレタン,塩化ビニー
ル,FRP(Fiber Reinforced Plastic:繊維強化
プラスチック),その他に木材等が上げられる。
作者がリング状レバー20にX方向の力を加えると、こ
のリング状レバー20はX方向に移動する。この変位
は、ポテンショメータ24によって検出されるが、この
検出された変位はバネ26の力に応じたものになるた
め、ポテンショメータの変位は操作者がX方向に与えた
力を検出することになる。
向の力を加えると、このリング状レバー20をY方向に
移動する。この変位は、ポテンショメータ25によって
検出されるが、この検出された変位はバネ26の力に応
じたものになるため、ポテンショメータ25の変位は操
作者がY方向にあたえた力を検出することになる。さら
に、操作者がX方向とY方向の中間方向に力を加える
と、ポテンショメータ24,25はそれぞれX方向、Y
方向の変位を検出する。
図6および図7は、それぞれ、天井走行装置10とアー
ム8の正面及び側面図である。レール152a,152
bは天井150に固定されており、X軸方向台車154
の車輪156a,156b,156c,156d(図示
略)を案内するようになっている。このX軸方向台車1
54には、ギア162を有したX軸モータ160が固定
され、前記レール152aに固定されたラック158と
ギア162が噛み合うようになっている。また、X軸方
向駆動台車154には、レール164a,164bが固
定されており、Y軸方向台車168の車輪166a,1
66b(図示略),166c,166dが嵌め込まれて
いる。このY軸方向台車168には、ギア174を有し
たY軸モータ172が固定され、前記レール164bに
固定されたラック170とギア174が噛み合うように
なっている。また、Y軸方向台車168には、支持部1
76が固定されている。この支持部176は、θ軸の角
度を検出するエンコーダ178(特にエンコーダでなく
ても良く、回転位置が検出できるものであれば限定しな
い)とθ軸モータ180が内蔵され、アーム8の上部1
82を支持している。これらの構成からなる支持装置
は、X軸モータ160を図示を省略した制御装置(後
述)により駆動することにより、アーム8はX方向に移
動する。また、Y軸モータ172を図示を省略した制御
装置(後述)により駆動することにより、アーム8はY
方向に移動する。θ軸モータ180を図示を省略した制
御装置(図示略)により駆動することにより、アーム8
は回転する。
ロック図である。図2のポテンショメータ24,25
と、図6および図7のエンコーダ178の出力信号は、
演算器200に入力される。この演算器200は、アー
ム6,8がθ軸周りに回転すると、ポテンショメータ2
4,25が検出する力の方向と、図6および図7の天井
走行装置の移動方向が異なり、操作者が意図する方向に
移動しなくなるため、上記力の方向と移動方向を補正す
る機能を持つ。さらに、X軸モータ160,Y軸モータ
172が、補正後の力に応じた位置、もしくは速度で動
作するよう、X軸モータコントローラ202,Y軸モー
タコントローラ204に対し位置もしくは速度指令値を
発する機能をもつ。上記補正の具体的な内容を以下に述
べる。
と移動方向の補正機能を説明する説明図である。天井走
行装置10と、X軸及びY軸が図に示すような位置関係
にあり、またアーム8がX軸に対してθ゜だけ回転して
いる時に、リング状レバー20へFの操作力を与えた時
を示している。ポテンショメータ24が検出する力はF
xでありポテンショメータ25が検出する力はFyであ
る。アーム8がどのようなθの回転位置にあっても、リ
ング状レバー20に操作者が移動させたい方向に力を与
えると、X軸方向の力Sx、及びY軸方向の力Syは次
式で示すように表すことができ、それらの力に相当する
信号ををX軸モータコントローラ、Y軸モータコントロ
ーラに与えることにより、希望の位置に操作に応じた力
でアーム8が移動するようになる。 Sx=Fx・cosθ+Fy・sinθ (1) Sy=−Fx・sinθ+Fy・cosθ (2)
X軸上にある場合には、θ=0°であり、これを上記の
式(1),(2)に代入すると、Sx=Fx,Sy=F
yになる。レバー20に操作力F1を与えた場合、Sx
=Fx(F1),Sy=0となり、アーム8はX方向に
移動する。操作力F2を与えた場合、Sx=0,Sy=
(=F2)となり、アーム8はY方向に移動する。操作
力F3を与えた場合、Sx=Fx,Sy=Fyとなり、
アーム8は斜めに移動する。
軸上にある場合には、θ=90°になり、これを
(1),(2)式に代入すると、Sx=Fy,Sy=−
Fxとなる。レバー20に操作力F1を与えた場合、S
x=Fy(=F1),Sy=0となり、アーム8はX方
向に移動する。操作力F2を与えた場合、Sx=0,S
y=−Fx(F2)となり、アーム8は−Y方向に移動
する。操作力F3を与えた場合、Sx=Fy,Sy=−
Fxとなり、アーム8は斜めに移動する。
の医用X線装置において、X線管とI.I.およびこれ
らを保持する保持手段を手動で目的とする位置に素早く
適確に、かつ加減速時による振動が少なく操作性よく移
動できるようになり、IVRをする上で非常に使い易い
装置とすることができる。
ある。
ある。
る。
説明図である。
説明図である。
る。
面図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 天板上の被検者にX線を照射するX線照
射手段と、被検者を透過したX線を電気信号に変換する
受像手段と、前記X線照射手段と受像手段を互いに対向
して保持する保持手段と、前記保持手段を任意の水平方
向に移動させる移動手段と、前記移動手段の動作を制御
する制御手段と、前記保持手段の移動及び位置等を指示
する操作卓とを有する医用X線装置において、前記X線
照射手段もしくは受像手段に設けたリング状のレバー
と、該レバーに加えられた任意方向の力を検出する第一
の力検出手段と、前記任意方向の力と直交した方向の力
を検出する第二の力検出手段とを備えたことを特徴とす
る医用X線装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9169687A JPH11324A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 医用x線装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9169687A JPH11324A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 医用x線装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11324A true JPH11324A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15891044
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9169687A Pending JPH11324A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 医用x線装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11324A (ja) |
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